Как правильно сделать сварочный инвертор своими руками? Инверторный сварочный аппарат своими руками

Инверторный сварочный аппарат своими руками: последовательность действий

Самой важной частью приобретенного или самодельного сварочного инвертора является схема. Провод в сварочном инверторе не обматывается материалом для термоизоляции. За основу можно взять плиту из дюралюминия. К ней понадобится присоединить несколько проводов и проводников, которые будут отдавать тепло. Для обдува понадобится использовать вентилятор большой мощности (в данном случае может использоваться радиатор от автомобиля). Также будут необходимы радиаторы диодов выпрямления и дроссель. Последний элемент прижимается к конструкции через прокладочный материал для уплотнения.

Конструкция сварочного инвертора.

Самодельный сварочный аппарат не сможет работать без дроссельного устройства. Его можно изготовить из медных сердечников. Подобные элементы чаще всего установлены в строчных трансформаторах. Если таких приспособлений нет, можно их изготовить своими руками из деталей телевизоров или приобрести на строительном рынке. Диоды прижимаются к основанию инверторной схемы, после чего к ним подсоединяются уплотнители для изоляции и стабилизаторы напряжения.

Пример изготовления сварочного инвертора

В подобной конструкции будет использоваться нестандартный трансформатор, так как магнитный провод в нем имеет сечение 2 мм. Подобный провод не покрывается изоляционными материалами, однако можно использовать и защищенный кабель.

Пучок проводника собирается из нескольких проводков, их тоже нужно будет изолировать изолентой или полосой из фторопласта. Схему изготавливаемой конструкции для сварки можно увидеть на рис 1. Благодаря подобной вторичной обмотке лента из фторопласта будет расходоваться очень экономно, так как щель между изоляциями уже присутствует. Благодаря данному зазору можно производить охлаждение трансформатора тока. Если будет использована данная схема, то не понадобится дополнительно устанавливать какие-либо тиристоры или транзисторы.

Рисунок 1. Пучок проводника из различных проводков необходимо изолировать изолентой.

Проводники надо будет развести в разные стороны, чтобы они не контачили и не вызывали сбоев в процессе работы. После этого на транзисторе нужно произвести монтаж силового моста. Он выполняется навесом. В данном случае понадобится использовать медный шнур сечением 2 мм без изоляции. Его следует залудить и обмотать обыкновенными нитками в несколько слоев. Подобный проводник имеет защиту от повреждений в процессе пайки или сварки. Для фиксации можно использовать пятки для изоляции, на которые будет переноситься нагрузка с транзисторов. Таким образом можно продлить работоспособность.

Транзисторы нужно дополнительно прижать к радиатору. Их можно закрепить при помощи использования пластинок из дюралюминия. Подобные прокладки следует привинтить с помощью винтов небольших размеров. Данные крепежные элементы удобно использовать при изготовлении маленького самодельного аппарата для сварки.

Вентилятор будет охлаждать несколько мостов, но каждый из мостов следует ограждать изоляционным слоем.

Вентиляция вторичной обмотки имеет большое значение. Если есть необходимость, то можно вывести вторичную обмотку на ферритовые цилиндры. В данном случае можно использовать и приемник питания со средними волнами, из которого энергия сможет поступать к сердечникам.

Как сделать импульсный инверторный сварочный аппарат своими руками?

Принципиальная схема инверторного устройства сварочного аппарата.

Импульсный инвертор можно сделать своими руками в домашних условиях. Следует помнить, что обмотки могут наматываться лишь на полную ширину каркаса. В таком случае трансформатор станет более устойчив к перепадам напряжения и воздействиям окружающей среды. Для того чтобы изготовить сварочный аппарат подобного типа, понадобится подготовить следующие элементы:

преобразователь трансформатора на 41 Гц;
элементы для уплотнения
жестянка из меди;
изолента;
чертежи инверторов.

В данном случае будет рассмотрен пример изготовления одноконтактного инвертора, который функционирует с помощью углекислого газа или аргона.

Вторичная обмотка в данном варианте наматывается в несколько слоев. На ферритный сердечник надо будет намотать дроссель. Через трансформаторное устройство нужно закрепить специальные кольца к первичной или вторичной обмотке.

Рисунок 2. Схема работы импульсного инверторного сварочного аппарата.

Чтобы производить охлаждение самодельного инвертора для сварки, понадобится использовать специальный компьютерный радиатор, который отлично подходит и по мощности, и по потреблению энергии. Импульсное трансформаторное приспособление наматывается полосой из меди, так как алюминиевые провода не смогут выдержать перепадов непостоянного тока.

Бесперебойная работа конструкции будет напрямую зависеть не только от величины тока, но и от толщины провода. Если будет намотана обмотка толстым слоем, то получится обратный скин-эффект, который может негативно сказаться на работе остальных бытовых конструкциях.

Вес подобного приспособления составляет приблизительно 5-10 кг, его пропускная способность составляет 30-150 А. Схему подобной конструкции можно увидеть на рис. 2.

Как настроить работу самодельного инвертора?

Изготовить подобную конструкцию можно с легкостью своими руками, при этом понадобится незначительное количество материалов. Однако правильно настроить данное приспособление самостоятельно сможет далеко не каждый, потому может потребоваться помощь высококвалифицированных специалистов с опытом работы.

Если все же есть желание произвести настройку инвертора самостоятельно, то следует знать последовательность действий. Настройка конструкции состоит из следующих этапов:

Рисунок 3. Схема источника питания инвертора.

Прежде всего понадобится подключить сварочный аппарат к электросети. После этого блок должен начать издавать громкие звуки. Это означает, что приспособление передает ток. Электричество должно подаваться на емкостный вентилятор. Только в таком случае будет возможность уменьшить нагреваемость аппарата и громкость его работы.
Для того чтобы замкнуть резистор, понадобится подключить реле. Данный элемент следует подключать исключительно после зарядки конденсаторов. Подобные действия способны существенно уменьшить перепады тока в процессе включения аппарата для сварки в сеть 220 В.
Следует помнить, что если подсоединить трансформатор без резистора, то может произойти взрыв. Все изготавливаемые инверторы будут пропускать по 100 А и более, точный уровень определяется исходя из того, какая плата использовалась в процессе разработки. Для определения уровня следует использовать мультиметр. Понадобится выполнить следующие действия: первым делом устройство включается в режиме амперметра, после чего выполняется замер периодичности поступающих импульсов.

Сварку понадобится проверить на усилителе, который будет проводить сигнал к блоку. Средняя амплитуда составляет 15 В (если изготавливается сварочный аппарат небольшой мощности). Далее, нужно будет проверить правильность сборки моста. Для этого на инвертор нужно подать питание 16 В. Следует помнить, что холостой ход сможет преобразовывать только 100 мА. Чтобы произвести правильные контрольные замеры, понадобится учитывать данный показатель.
Проверить работу инвертора для сварки можно с помощью осциллографа. Импульсы, которые исходят от обмоток, должны быть одинаковыми.
Понадобится проконтролировать трансформатор для сварки под управлением силовых конденсаторных приспособлений. Необходимо изменить пропускной уровень на больший, после чего подключить осциллограф. Важно следить за формой сигнала, который исходит от коллектора.

Схема источника питания инвертора изображена на рис. 3.

Как правильно использовать инвертор для сварки?

Способы подключения сварочного инвертора.

При включении инвертора в электросеть контроллер автоматически выставит величину задания тока сварки на 120 А. Если после включения напряжение в проводах конструкции не превысит 100 В, то на индикаторе можно будет увидеть много восьмерок. Подобные цифры указывают на неисправность устройства. При нормальном запуске данные цифры должны смениться значением тока 120 А. Величина задания тока может изменяться с помощью кнопок.

Чтобы контролировать температуру конструкции в процессе работы, нужно нажать все кнопки одновременно. При нажатии индикатор должен показывать заданную температуру радиаторной конструкции.

Если температура радиаторного устройства в процессе работы превысит 75 °С, то индикатор начнет отображать температуру конструкции, после чего включится звуковой сигнал. Работа инверторной конструкции не заблокируется, но ток автоматически снизится до 20 А.

Как только температура будет составлять менее 65 °С, звуковой сигнал выключится. Ток в данном случае будет составлять 20 А. Индикация будет такой, как до превышения температуры.

Если оборвется температурный датчик, то индикатор должен выдать код ошибки Ert1. После этого включится звуковой сигнал. Работа инверторного приспособления заблокирована не будет, но величина тока автоматически изменится до 20 А. Если температурный датчик замкнется, то индикатор должен выдать код ошибки Ert0. После этого включится звуковой сигнал, а ток снизится до 20 А.

Нюансы, которые следует учитывать в процессе изготовления сварочного инвертора

Таблица требуемых технических характеристик для сварочного инвертора.

При намотке в качестве термопрослойки можно использовать обыкновенную бумагу с кассового аппарата. Подойдет и бумага для ксерокса, однако она имеет плохие механические характеристики. Материал должен быть прочным.
Нельзя наматывать толстый провод. Приспособление работает на высоких токах, которые не смогут задействовать сердцевину в проводнике большой толщины. В результате произойдет сильный перегрев трансформаторной конструкции. Лучше всего использовать медную ленту небольшой толщины.
Вторичная обмотка компонуется из нескольких полос меди, которые отделяются друг от друга. В данном случае также понадобится произвести обмотку бумагой из кассового аппарата. Альтернативным вариантом является использование провода ПЭВ сечением до 0,7 мм. Данный элемент имеет большое количество жил, что является дополнительным преимуществом. Однако провода имеют большие зазоры воздуха, следовательно, площадь сечения будет приблизительно на 30% меньше, чем в случае применения медного провода.

В конструкции понадобится обязательно предусмотреть вентилятор для охлаждения, так как обмотка сильно нагревается в процессе работы. В данном случае можно использовать обыкновенный кулер от системного блока компьютера.

Инвертор для сварки является популярной и необходимой конструкцией, которая достаточно часто используется как в условиях промышленности, так и дома.

moyasvarka.ru

Сварочный инвертор своими руками: конструкция, характеристики

Домашнее хозяйство требует наличия определенных инструментов. Сварочные работы производятся с использованием инвертора, который широко востребован в обиходе. Изготовить сварочный инвертор своими руками не составит особого труда и финансовых вложений, достаточно иметь небольшие познания электрики, чтения чертежей. Качественный инвертор на рынке стоит не малых денег, а более доступные аналоги могут не соответствовать требуемым параметрам.

Сварочный инвертор своими руками

Характеристики самодельного инвертора и материалы для его сборки

Для эффективной работы устройства понадобиться использовать качественные материалы. Некоторые части возможно применить от старых блоков питания или найти на разборках радиодеталей. Основные технические характеристики устройства:

Потребляемое напряжение составляет 220 Вольт.
На входе сила тока не менее 32 ампер.
Сила тока, производимая аппаратом – 250 А.

Схема сборки сварочного инвертора

Основная схема сварочного инвертора состоит из блока питания, дросселей, силового блока. Для изготовления устройства понадобятся инструменты и детали:

Комплект отверток для демонтажа и дальнейшей сборки.
Паяльник, необходим для соединения электронных элементов.
Нож и полотно по металлу для изготовления правильной формы конструкции.

Кусок металла толщиной 5-8 мм для формирования корпуса.
Саморезы или болты с гайками для крепления.
Платы для электронных схем.
Медные изделия в виде проводов, служат для обмотки трансформатора.
Стеклоткань либо текстолит.

В домашнем обиходе пользуется популярностью самодельный сварочный инвертор однофазного типа, сделанный своими руками.

Сварочный инвертор однофазного типа

Такой инвертор питается от бытовой сети 220 В, бывают случаи, когда необходимо изготовить устройство, питание которого происходит от трехфазной сети 380 В. Такие аппараты отличаются повышенной эффективностью и мощностью, используются при массовых работах.

Что нужно для сборки инвертора

Основной задачей сварочного инвертора является преобразование силы тока, достаточной для использования в хозяйстве. Работа электродом производится на расстоянии 1 см для получения прочного шва. Изготовление самодельного сварочного инвертора происходит по плану, в соответствие со схемой.

Первично изготавливается блок питания, для его составляющих понадобиться:

Трансформатор, имеющий сердечник из ферритного материала.
Обмотка трансформатора с минимальным количеством витков – 100 шт., сечением 0,3 мм.
Вторичная обмотка изготавливается из трех частей, внутренняя состоит из 15 витков с сечением провода 1 мм, средняя с таким же количеством витков сечением 0,2 мм, наружный слой 20 завитий диаметром не менее 0,35 мм.

Самодельный инвертор необходимо изготавливать в соответствие с требуемыми характеристиками. Для стабильной, устойчивой к перепадам напряжения работы, обмотки используются на полной ширине каркаса. Алюминиевые провода не способны обеспечить достаточную пропускную способность дуги, имеют нестабильный теплоотвод. Качественный аппарат изготавливается с медной шиной.

Изготовление трансформатора и дросселя

Основной задачей трансформатора является преобразование напряжения высокочастотного тока при достаточной его силе. Сердечники могут быть использованы модели Ш20×208, в количестве двух штук. Зазор между деталями возможно обеспечить своими руками, используя обычную бумагу. Обмотка производится своими руками, медной полосой шириной 40 мм, толщина должна быть не менее 0,2 мм. Теплоизоляция достигается с использованием термоленты кассового устройства, она демонстрирует хорошую износостойкость и прочность.

Как сделать трансформатор для инвертора

Использование медного провода при обмотке сердечника недопустимо, т.к. он вытесняет силу тока на поверхность устройства. Для отвода излишнего тепла используется вентилятор или кулер от компьютерного блока питания, а также радиатор.

Инверторный блок отвечает за пропускную способность электрической дуги путем использования транзисторов и дросселей.

Для стабильного хода процесса сварки рекомендуется использовать несколько транзисторов в параллельной цепи, чем один более мощный элемент.

За счет этого происходит стабилизация тока на выходе, при процессе инверторной сварки своими руками, устройство издает меньше шума.

Самодельный дроссель

Конденсаторы, соединённые последовательно отвечают за несколько функций:

Резонансные выбросы минимизируются.
Потери ампер из-за конструктивных особенностей транзисторов, которые открываются намного быстрее, чем закрываются.

Самодельный трансформатор как основа для инвертора

Трансформаторы сильно нагреваются, за счет большого объема проходящего тока. Для контроля температуры используются радиаторы и вентиляторы. Каждый элемент монтируется на радиаторе из теплоотводящего материала, если имеется возможность установить один мощный кулер, то это сократит время сборки и упростит конструкцию.

Конструкция сварочного аппарата

Основой для аппарата является корпус, возможно использовать системный блок от компьютера формата АТХ, рекомендуется поискать на разборках более старые модели, так как металл использовался толще и качественнее. Также подходит металлическая канистра, при этом случае необходимо вырезать отверстия для вентиляции, установить дополнительные крепления.

Устройство сварочного инвертора

Ферритовый материал используется для обмотки трансформатора блока питания своими руками. Намотка проволоки на сердечник производится по всей ширине, это даст возможность улучшить производительность устройства, устранить перепады напряжения. Медная проволока применяется в самодельном сварочном инверторе, марки ПЭВ-2, стеклотканью изолируется первичная обмотка.

Функция силового блока состоит в понижении силы тока.

Трансформаторы устанавливаются с зазором, между ними прокладывается газетная бумага. Витки наматываются своими руками в несколько слоев первичной обмотки, затем в три слоя накладывается вторичная обмотка. Для защиты от короткого замыкания используется прокладка, не пропускающая ток.

Для предостережения от короткого замыкая отводятся силовые проводники в разные стороны, для охлаждения используют вентилятор.

Как настраивать работу инвертора

Сборка сварочного инвертора не требует особых усилий при наличии необходимых инструментов, материалов. Расходы на изделие, выполненное своими руками минимальны за счет использования не дорогих изделий.

Настройка устройства для правильной работы зачастую требует помощи специалистов, но ее можно выполнить своими руками при соблюдении требований.

Напряжение подается на инверторную плату, вентилятор охлаждения в первую очередь. Такой подход исключит перегрев системы и заблаговременный выход из строя.
На зарядку силовых конденсаторов отводится немного времени, после этого производится замыкание резистора в цепи. Проверка реле происходит на выходе из резистора, напряжение должно соответствовать нулевому показателю. Токоограничивающий резистор необходим для безопасного использования инвертора, без его применения может произойти возгорание аппарата.
Осциллографом измеряется поступающие импульсы тока на трансформатор, соотношение должно быть 66 к 44 процентам.
Процесс сварки инвертором, сделанным своими руками проверяется вольтметром, подключенным к оптрону на выходе его усилителя.
К выходному мосту подается напряжение силой 16 вольт, для этого используется подходящий блок питания. При работе на холостом ходу, потребляемый ток составляет около 100 мА.

Проверка производится с кратковременных процессов сварки. При выполнении сварки до 10 секунд необходимо контролировать температуру инвертора, если трансформаторы не сильно нагрелись, возможно постепенно увеличивать режим работы.

Проверка соединений инвертора мультиметром

Использование сварочного инвертора, изготовленным своими руками подразумевает выход устройства из строя. Для диагностики необходимо своими руками вскрыть корпус аппарата, проверить напряжение на входе. Распространённой проблемой является выход из строя блока питания, за счет недостаточного охлаждения или некачественных материалов, используемых при продолжительной работе. Также следует визуально осмотреть соединения и проверить их мультиметром. При случаях выхода из строя термодатчика либо предохранителей, необходимо заменить их на новые.

Преимущества и недостатки

Изготовленный своими руками аппарат может использоваться как при домашнем хозяйстве, так и в малых производствах. На первый взгляд конструкция состоит из множества элементов, схема представляется сложной к исполнению своими руками. При выполнении последовательности шагов, использовании качественных материалов, возможно добиться долгосрочной работы при малых затратах. Простой сварочный инвертор стоит на рынке достаточно дорого и не отличается повышенным качеством.

Простой инвертор своими руками

Недостатки заключаются в малом времени продолжительной службы самодельного инвертора. При больших объемах рекомендуется изготовить трехфазный инверторный аппарат своими руками, однако трудно найти источник питания такого типа.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Как сделать сварочный инвертор своими руками: особенности

Практически все сварочные аппараты сделаны по одному и тому же принципу. Применяется инверторная схема, в которой силовыми переключателями являются полевые транзисторы большой мощности. Благодаря такой схеме произошло уменьшение веса сварочного аппарата, снизились размеры самого устройства. Ее применение предоставляет возможность уменьшить массу и габариты конструкции.

Схема сварочного инверторного полуавтомата.

В магазинах и на рынке предлагается большой ассортимент таких сварочных аппаратов. Все они имеют одинаковый принцип действия, но стоимость такого сварочного инвертора довольно высока. Поэтому появляется вопрос: как сделать сварочный инвертор своими руками? Прежде чем ответить на него, необходимо разобраться в его устройстве и в работе внутренней схемы.

Виды сварки и сварочные аппараты

Технологический процесс сварки имеет несколько разновидностей:

дуговую;
электрошлаковую:
плазменную;
электронно-лучевую;
лазерную;
газовую;
контактную;
ультразвуковую;
точечную.

Для работы в домашних условиях, на своем приусадебном участке хватает самой обыкновенной электродуговой сварки. Для такого вида сварочных работ изготавливаются два типа сварочных аппаратов:

трансформаторные;
инверторные.

Классификация видов сварки.

Трансформаторный сварочный аппарат может работать практически на любом виде тока. У такого устройства нескольких положительных характеристик:

надежность;
простота обслуживания;
долговечность;
большой вес.

Однако такой сварочный аппарат реагирует на скачки напряжения. При падении напряжения, когда оно менее 200 вольт, все работы практически прекращаются, так как очень сложно получить дугу и удерживать ее постоянно.

Инверторный сварочный аппарат является изобретением последних десятилетий. Он значительно облегчает работу сварщика. За счет применения современной электронной начинки намного уменьшилась масса аппарата.

Теперь она не превышает 5 кг. Сварочный аппарат инвертор способен стабилизировать ток. Он может функционировать, когда в сети происходит падение напряжения. Такой аппарат тонко чувствует повышение температуры и сильный нагрев. Работа на инверторе требует особых навыков, аккуратности и осторожности.

Вернуться к оглавлению

Подготовка основы для изготовления самодельного инвертора

Конструкция сварочного инвертора.

Базой сварочного инвертора может стать обыкновенный трансформатор от домашней микроволновой печи. В состав трансформатора входят:

катушки;
медный провод;
железо;
эмаль.

Одна катушка играет роль первичной обмотки, другая, естественно, вторичной. Цветной медный провод намотан на сердцевину, сделанную из железа, и покрыт эмалью.

Каждая катушка имеет определенное число витков. Электрическая сеть работает в паре с первичной обмоткой. Благодаря индукции происходит образование тока во вторичной обмотке. Он имеет напряжение намного ниже того, которое возникло в первичной обмотке. Зато амперный показатель намного выше.

Для работы инвертору нужен постоянный ток, который можно регулировать.

Максимальное значение тока может достигать 130 ампер. На первичной обмотке максимальным будет 20 А. Чтобы получить качественное сварное соединение, применяются электроды, диаметр которых не превышает 3 мм. Включение сварочного напряжения выполняется тумблером, расположенным на электрододержателе. Сварочный аппарат такого типа способен выполнять сварку при обратной полярности. В результате можно сваривать тонкие стальные листы.

Вернуться к оглавлению

Убавление числа витков

Схема генератора сварочного инвертора.

Уменьшение количества витков просто необходимо, так как трансформатор СВЧ печи дает напряжение более 2000 вольт. Поэтому он требует усовершенствования. Для нормальной работы необходимо сделать следующее:

увеличить значение тока;
уменьшить напряжение.

Каждый профессиональный сварщик хорошо знает, что очень маленький ток отрицательно сказывается на качестве сварки. Если будет иметь место большая сила тока, не только произойдет горение электрода, но и будет испорчен сам металл.

Для хорошей работы нужно перемотать вторичную обмотку. Каждый виток должен иметь плотное соприкосновение с последующим, однако провод намотки уже другой. Для этого применяется провод, покрытый эмалью. Перед началом работ разрезается старая обмотка и удаляется из катушки. Работу нужно делать аккуратно и осторожно, чтобы не испортить первичную обмотку.

Новый провод должен иметь конкретное сечение, а намотка выполняется с определенным числом витков. Все эти параметры зависят от вида трансформатора. Поэтому невозможно точно сказать, каким конкретно должны быть эти данные. Все расчеты сделать очень просто, достаточно заглянуть в школьный учебник физики или воспользоваться услугами специального онлайн-калькулятора.

После изготовления новой обмотки ее нужно обязательно закрыть токоизоляционным лаком.

Вернуться к оглавлению

Монтажные работы: рекомендации

Для самодельного сварочного инвертора необходимо подобрать корпус, в который будут вставляться все детали. Желательно, чтобы такая емкость была компактной и удобной в транспортировке.

Схема сварочного инвертора.

Трансформаторы должны крепиться последовательно, один за другим. Тогда произойдет уменьшение тока до 50 ампер. Первичные обмотки устанавливаются параллельно, вторичные можно размещать последовательно. Такой монтаж позволит получить:

60 ампер при работе с нагрузкой;
38 вольт на выходе.

Детали электрической схемы монтируются на заводской плате. Монтаж схемы блока питания, его платы и драйверов осуществляется отдельно. Металлическим листом от платы отделяется силовая часть. Лист подсоединен к корпусу инвертора. Управляющие проводники соединяются попарно. Их нужно припаять рядом с ножками транзисторов. Размер таких проводников обычно не больше 15 см, диаметр провода значения не имеет.

Когда выполняются сборочные работы, необходимо обязательно сделать армирование силовых дорожек. Простого лужения здесь не хватит, необходимо пропаять все дорожки медной проволокой. Простой припой может расплавиться, в результате сгорят все транзисторы.

Чтобы более качественно происходил отвод тепла от мощных тринисторов, их устанавливают на специальный радиатор, крепящийся к плате. Габариты радиаторов, интенсивность обдува сильно влияют на эксплуатационные характеристики сварочного инвертора. Чем они лучше, тем дольше будет работать аппарат. Материалом для платы является тонкий текстолит, толщина которого не превышает 1,5 мм.

Вернуться к оглавлению

Система охлаждения: особенности

Схема дросселя сварочного инвертора.

В корпус самодельного сварочного инвертора устанавливают два вентилятора, с каждой стороны по одному. Они вытягивают воздух и работают от блока питания обыкновенного компьютера. Для поступления воздуха в корпус инвертора снизу делаются сквозные отверстия, которых может быть несколько десятков.

Чтобы система охлаждения была более надежной и сильной, устанавливают еще один дополнительный вентилятор. Он монтируется прямо в корпус инвертора.

Выполнять сварочные операции с таким инвертором гораздо легче, чем использовать трансформаторный агрегат. Качество шва получается намного выше. Таким аппаратом можно варить:

черный металл;
цветной металл;
нержавейку;
тонкие стальные листы.

Чтобы собрать сварочный инвертор, необходимо заранее подготовить:

блок питания;
драйверы;
скотч;
силовые агрегаты.

Для регулировки блока питания подбирается сопротивление, которое могло бы создать питание в 20 вольт. Очень важно, чтобы входные выпрямители имели мощные радиаторы.

Электрическая схема сварочного инвертора.

Внутрь корпуса устанавливается термический датчик, так как он будет улавливать максимальную температуру нагрева.

В качестве блока управления сварочного инвертора устанавливается ШИМ-контроллер. Он пользуется только одним каналом настройки. От него зависит, какой будет дуга, насколько стабильно она будет гореть. Установленный конденсатор определит напряжение контроллера. Именно он влияет на величину сварочного тока.

Держак, массу кабеля и другие аксессуары можно приобрести в любом специализированном магазине, их стоимость доступна каждому потребителю.

Вернуться к оглавлению

Основные неполадки и их ремонт

Изготовленный самостоятельно сварочный инвертор нужно не только правильно эксплуатировать, его нужно уметь ремонтировать. В случае неисправности необходимо быстро обнаружить причину и провести ремонтные работы.

Сначала сварочный инвертор необходимо осмотреть визуально. Если причиной неисправности был обнаружен плохой контакт, требуется разъединить детали, хорошо зачистить поверхность и восстановить соединение.

При высоком токе, слабом контакте возможно повышение температуры до критического значения. В результате детали могут разрушиться и полностью выйти из строя.

К другим неисправностям инвертора относится:

плохая настройка сварочного тока;
внезапное отключение;
обрыв сварочной дуги;
низкий ток;
большой шум;
лишнее потребление тока, когда отсутствует нагрузка.

Когда в сети отсутствует нагрузка, а сварочный инвертор все равно потребляет большой ток, это говорит о том, что произошло замыкание витков. Для ремонта потребуется перемотка катушки или замена изоляционного слоя.

При постоянном исчезновении сварочной дуги, когда невозможно зажечь ее повторно, имеют место пробои обмотки. В это время сварочная цепь постоянно будет иметь избыточное напряжение. При вторичном зажигании дуги наблюдается большое искрение.

Выше была описана система изготовления собственного сварочного инвертора самостоятельно. В основном достаточно иметь несколько самых обыкновенных вещей. Домашний мастер сможет из них создать неплохой сварочный аппарат — инвертор. Нужно только желание и стремление добиться успеха.

moiinstrumenty.ru

Как сделать сварочный инвертор своими руками

В бытность свою, занимаясь в мастерской ремонтом и мелким изготовлением различных устройств, столкнулся с проблемами ремонта инверторных сварочных аппаратов зарубежного производства. В первую очередь класса GYSMI . IMS и других подобных аппаратов с монтажом по гибридным технологиям. В условиях небольшой частной мастерской было довольно проблематично изготовить подобия таких плат с нанесением медного слоя на алюминий через теплопроводный диэлектрик. Отслоение медного слоя , а также нанесение его после испарения в результате выхода из строя силовых транзисторов или механических повреждений чинить в таких условиях практически невозможно. Поэтому была поставлена задача, сделать сварочный инвертор своими руками , который по своим габаритным размерам мог бы быть встроен почти в любой корпус, применяемыми зарубежными изготовителями. При этом он должен быть легко собираемым и легко крепящимся к корпусным деталям. Иметь в своей конструкции доступные элементы, и по возможности обеспечивать надёжную и долговременную работу на сварочных токах до 200 ампер и выше. Опять же по возможности обеспечить работу этого модуля в режиме стабилизации напряжения, что бы использовать в режиме полуавтоматической сварки в среде инертного газа. Чтобы можно было охватить крупноблочным ремонтом и модернизацией ещё и пользователей полуавтоматов с минимальным различием в технологическом плане. Одним из немаловажных критериев должна быть низкая себестоимость изделия в свете разворачивающейся конкурентной борьбы за обслуживание клиента. И эта задача была выполнена - сделать сварочный инвертор своими руками удалось. Так появился инвертор AVT 200. В качестве прототипа была выбрана вполне апробированная схема несимметричного или косого моста. Было изучено некоторое количество литературы по этой тематике и приличное количество схем промышленного и любительского изготовления. Также было проведено некоторое количество экспериментов во время разработки схемотехники. В результате всех этих действий было принято решение делать данное изделие двухплатным, без трансформатора тока, с гальванической связью с сетью основного контроллера, с максимально избыточной силовой частью. Всё-таки прокачать 200 ампер при таких габаритах довольно сложная задача. При этом должна быть унификация – управление не должно кардинально меняться при переходе на режимы работы MMA, TIG, MIG-MAG. В качестве контроллера была выбрана микросхема КА7552 или её более дорогой аналог FA5317 или FA5311. К сожалению, эти микросхемы предназначены для выполнения на их основе обратноходового преобразователя, но никак не прямоходового. Но проблема по переводу этих микросхем в нужный нам режим работы была решена очень простым способом. Режим работы микросхем задаётся внутренним источником калиброванного напряжения, потенциал которого и определяет коэффициент заполнения. Это вход PWM компаратора - DT voltage. Но искусственно ограничивая максимальное напряжение на входе FB pin voltage, мы автоматически переводим микросхему в режим заполнения меньше 50% , что и желательно для прямоходового режима функционирования. Так как внутри микросхемы по входу FB pin voltage уже стоит и калиброванный источник напряжения, и калиброванное сопротивление для задания вытекающего тока, то нам остаётся только выбрать номинал резистора, который надо подключить параллельно входу FB pin voltage и минусу источника питания. Из всего ряда резисторов наиболее подходит номинал 4,7ком. Всё, мы перевели очень просто микросхему в режим работы, который будет применяться в нашем сварочном аппарате. Следующее преимущество этого контроллера – низкое напряжение на входе компаратора, что позволяет использовать очень низкоомные резисторы, и соответственно терять на рассеивании в тепло небольшую мощность. При самых простых расчётах потери в тепло на эмиттерном резисторе будет падать не более 5 ватт.

Значит, мы можем отказаться от трансформатора тока и управлять сварочным аппаратом непосредственно измеряя только один параметр – ток эмиттера. Теперь перейдём к системе регулирования тока. Наиболее оперативно за током как на входе, так и на выходе сварочного аппарата следят поцикловые системы. Однако из-за довольно нестабильной в условиях сильных электромагнитых помех работы компаратора, эта схемотехника применяется довольно редко. Наиболее распространено управление по среднему току. Хотя эта схемотехника сложней, и в ней присутствуют свои подводные камни в виде неустойчивости системы с автоматическим регулированием при неправильном выборе постоянных времени фильтров и индуктивности выходного дросселя, который включен в систему регулировки, применение её наиболее распространено в силу простоты настройки. Но мы не ищем лёгких путей и останавливаем свой выбор именно на поцикловом слежении за током. Но для начала мы должны разобраться в том, как и что мы собрались регулировать. При токах 130 ампер и выше крутизна наклона токового плато становится очень небольшой. То есть начальный и конечный ток имеют очень небольшую дельту, или разницу. Это хорошо видно на простейшей модели ( модель 1 ). При среднем токе порядка 155 ампер начало накачивающего импульса проходит с амплитудным значением в 152 ампера, а заканчивающая амплитуда равна 160 ампер. То есть дельта равна 8 ампер. Это равно 5% от среднего тока. Уменьшение индуктивности дросселя улучшит картину, но кардинальных изменений не будет. В реальных условиях на фоне больших электромагнитных помех возможны ложные срабатывания компаратора, и соответственно пропуски накачивающих импульсов. Что проявляется в наличии всяких посторонних звуков в трансформаторе и также перегрузочной работе силовой части. Что есть очень плохо и грозит выходом из строя силовых элементов.

С этой проблемой сталкивалось очень большое количество любителей инверторного сваркостроения, которые интересовались вопросом как сделать сварочный инвертор . И многие не решив задачу поциклового регулирования переходили на регулирование по среднему значению тока. Но есть вариант создания системы поциклового регулирования надёжно работающей и в таких специфических условиях. Нужно просто отключить компаратор на время всех переходных процессов и подмешать пилообразный сигнал в фазе, но с небольшой амплитудой. Вернее создать не совсем линейно-изменяющийся сигнал, совпадающий по фазе с циклом, а уже к нему подмешать сигнал с датчика тока и с задатчика тока. В этой ситуации наклон токового плато уже не будет иметь решающего значения, а будет учитываться в основном средняя составляющая этого сигнала. И если дельты изменения тока будет хватать для надёжного переключения, то это хорошо, а если нет, то вступает в работу дополнительный нарастающий сигнал. Что и обеспечивает надёжную работу узла компаратора, да и всего устройства в целом. Узел, формирующий такой дополнительный сигнал, представлен на модели 2. Очень короткий импульс с выхода микросхемы открывает примерно на полмикросекунды транзистор, и соответственно примерно на микросекунду с учётом ёмкостной составляющей компаратор остаётся выключённым из процесса обработки токового сигнала. Для мощной модификации инвертора и для варианта полуавтомата ёмкость конденсатора на переходе коллектор – эмиттер составляет до 0,018 микрофарады. Увеличение больше этого значения может привести ток короткого замыкания до величин опасных для функционирования устройства в обычном режиме.

А схема этого узла предоставлена на рис 3. Точка А это и есть главная точка сумматора, где и формируется основной сигнал управления компаратором. Получилась очень простая схема, состоящая только из пассивных элементов с низким входным сопротивлением и управлением током. То есть почти идеальный узел управления в условиях мощных помех. В готовом устройстве этот узел стоит недалеко от силового трансформатора и не испытывает никаких проблем от рядом стоящих излучающих узлов. Как с применением трансформатора на торе, так и с применением трансформатора на Ш-образном сердечнике. Кстати такой же узел с токовым сумматором был применён в предыдущем варианте сварочного инвертора AVT 160 на контроллере UC3845, только пассивный RCD формирователь пилы там был заменён на стандартный транзисторный формирователь с задающего генератора. Ну а теперь перейдём к следующему узлу в инверторном сварочном аппарате AVT 200 - узлу драйверов. Несмотря на некоторое количество рекомендаций применять только драйвера на оптронах с гальванической развязкой, не соглашусь с такой постановкой вопроса. Драйвера на ТГР имеют вполне приличные параметры, просты в изготовлении и имеют наилучшее соотношение цена – качество. Даже некоторые неудобства с намоткой ТГР компенсируются простотой и дешевизной этого узла.

За прототип возьмём классический образец драйвера для мощных мосфетов и биполярных транзисторов с изолированным затвором и немного доработаем его. Доработка будет заключаться в уменьшении номинала затворных резисторов и применении биполярного транзистора BCX 53 в качестве разрядного. Выбор этого транзистора обусловлен его небольшой ценой и вполне достаточными характеристиками в нужном нам SMD корпусе. Изменение номиналов резисторов обусловлено конечной скоростью нарастания импульсов управления, формирующихся после ТГР. Всё, косметические изменения закончены. Конструктивно ТГР намотан жгутом их четырёх изолированных проводов на сердечнике CF138-T2012A. Выбор сердечника обусловлен соотношением габаритов к поперечному сечению. У этого сердечника он максимален. Количество витков 4 по 30. В качестве проводов использован обычный телефонный провод. Возможно применение и советских сердечников НМ 2000 К 20-12-6 в количестве трёх штук и количеством витков 25. Но возможно и применение других сердечников, подходящих по размерам. Диод VD1 и конденсаторы С1-С4 служат для создания отрицательного потенциала на коллекторе транзистора VT1 и соответственно запирающего сигнала для силового транзистора. Снижение этого потенциала при очень коротких импульсах управления всё равно не приводит до полного исчезновения за счёт ограничения минимальной длительности импульса блоком управления. И вдобавок к этому узел защиты от короткого замыкания отрабатывает за время меньшее, чем одна секунда и отключает полностью силовую часть. Поэтому надёжность этого узла довольно высока. Следующий узел, какой мы будем рассматривать – это силовой блок. Выбор транзисторов для него обусловлен в первую очередь экономической составляющей. Зачем применять суперсовременные дорогие транзисторы, если старые добрые IRG4PC50U и IRG4PC50W вполне обеспечивают нужные мощностные характеристики. Если выбирать рабочую частоту не больше 40 кгц, то эти транзисторы покажут вполне приемлемые результаты. Выбрав более быстрые IRG4PC50W, мы можем не применять дополнительный снабберный блок, ну и соответственно при использовании IRG4PC50U применить полный комплект снабберных цепочек. В нашем устройстве их два. Один RCD снаббер стоит на плате рядом с силовыми транзисторами. А второй, регенеративный – на плате выходного выпрямителя. При изготовлении сварочного аппарата, который будет использоваться на токе больше 200 ампер и в жёстких промышленных условиях мы обязательно поставим на плату ( рис 5. ) четыре силовых транзистора по два в параллель.

Этим обеспечится удвоение выходной мощности и распределение тепла на четыре точки теплосъёма. А это актуально, так как мы применяем один общий радиатор и слюдяные изолирующие прокладки толщиной 50 микрон. В свете озвученных ранее условий работы блока управления, перегруза по току в силовых транзисторах не будет. Соответственно и беспокоится о перегреве транзисторов при применении изоляторов не стоит. Если наш сварочный аппарат будет использоваться в облегченных бытовых условиях и с ограничением максимального тока на уровне 160 ампер, то вполне закономерно применение только одной пары силовых транзисторов. Так как настроечных элементов на плате и схемотехнически не предусмотрено, то регулировку максимального тока будем осуществлять при помощи резисторов R52 – R56. Эти резисторы представляют собой просто кусок нихрома толщиной 1мм от 3-х килловатной нагревательной спирали. Длина – 25 мм, рабочая часть – 15мм. Рабочая часть – это часть свободная от полуды. Если поставить два таких резистора, то максимальный ток ограничим на уровне 120 ампер, если три – то 160ампер, если четыре – то ограничение произойдёт при токе 210 ампер. Все эти цифры довольно условные, ведь у нас ещё есть и состояние питающей сети и режим самой сварки – обычный, с короткой дугой и пр. Подгонку по максимальному току можно выполнить один раз, откалибровать сопротивления по номиналу, а потом просто вставлять нужное количество.

В идеале вместо четырёх резисторов ставится один, нужного нам номинала. Применение самодельного этого изделия обусловлено отсутствием в свободной продаже столь низкоомных резисторов. А теперь перейдём к плате силового трансформатора. Эта плата при помощи стоек крепится к основной плате. Конструкция получается довольно жёсткой и легко крепящейся к нижней части корпуса посредством металлических уголков. Силовой трансформатор применён в данной конструкции тороидальный , из феррита CF 138 , конструктив – Т6325-С , что означает его физические размеры и наличие эпоксидного защитного покрытия. Применение такого трансформатора выгодно по нескольким причинам – обмотки располагаются вокруг сердечника и соответственно имеют максимальную теплопередачу в окружающую среду. Площадь окна сердечника геометрически намного больше, чем у таких же размеров, но Ш-образного. И ещё немаловажный фактор – это небольшие размеры по высоте, что при нашей двухплатной конструкции позволяет уложится в общую ширину конструктива меньше 120 мм , что бы можно было использовать данный силовой модуль как ремкомплект ко многим импортным инверторным сварочным аппаратам. Применяя сердечник в аппарате с током порядка 200 ампер нужно доработать феррит до нужных кондиций. Я использую два варианта доработки – один это просто сломать сердечник, предварительно сделав пазы по диаметру, а потом склеить эпоксидкой с зазором из кальки в 0,04 мм с каждой стороны. Есть и другой способ – это надрез алмазным отрезным кругом, толщиной 0,4 мм на две трети по сечению. Так получается виртуальный зазор, который ничем не уступает реальному, но проще. Для аппаратов с выходным током 150 ампер и менее можно просто увеличить процентов на 20 количество витков в обмотках и ничего не резать и не колоть. Намотка и расчёт силового трансформатора стандартны и каких-либо тонкостей не имеют, кроме того, что можно применять обмоточные провода меньшего сечения в связи с хорошим охлаждением обмоток. На плате силового трансформатора ( рис 7 ) также установлен дополнительный блок регенеративного снаббера. Отличие от стандартной схемотехники только в одном – шины источника питания 300 вольт зашунтированы прямо на плате конденсатором 1 мкф 400 вольт. Что даёт полную компенсацию индуктивности проводов соединяющих источник 300 вольт и снаббер.

В остальном плата силового трансформатора особенностей не имеет. Дроссель выполнен на обычном трансформаторном железе стержневого типа с поперечным сечением 3,5 - 4 см.кв. длинной около 80 – 90 мм , количество витков – 10. Продолжение следует.

Автор статьи: Тараненко А. В.

Кроме статьи "Как сделать сварочный инвертор своими руками" смотрите также:

nanolife.info

Самый простой сварочный инвертор своими руками из доступных деталей

28 сентября 2015

Инвертор сварочный своими руками собрали сотни мастеров. Как показывает практика, ничего сверхсложного в этом процессе нет. При наличии опыта и желания можно обзавестись необходимыми деталями и потратить некоторое время на работу.

Для изготовления прибора необходимо запастись всеми необходимыми деталями и комплектующими.

Сварочный аппарат трансформаторного типа был настолько громоздким и проблемным при эксплуатации, что пришедшие ему на смену инверторы на тиристорах быстро завоевали всеобщую популярность.

Дальнейшее развитие технологий изготовления полупроводниковых компонентов позволило создать мощные полевые транзисторы. С их появлением инверторы стали еще легче и компактнее. Улучшенные условия регулировки и стабилизации сварочного тока позволяют с легкостью работать даже новичкам.

Выбор конструкции инвертора

В качестве корпуса можно использовать старый компьютерный блок.

Компоновка самодельного сварочного инвертора неоригинальна и похожа на большинство остальных конструкций. Большинство деталей может быть заменено на аналоги. Определять размеры устройства и начинать изготовление корпуса нужно при наличии всех основных элементов.

Можно использовать готовые радиаторы (от старых компьютерных блоков питания или других устройств). При наличии алюминиевой шины толщиной 2-4 мм и шириной более 30 мм их можно изготовить самостоятельно. Можно использовать любой вентилятор от старых устройств.

Все габаритные детали необходимо расположить на плоской поверхности, просмотреть возможности соединения по принципиальной схеме.

Затем определить место установки вентилятора, чтобы горячий воздух от одних деталей не нагревал другие. При затруднительной ситуации можно использовать два вентилятора, работающих на вытяжку. Стоимость кулеров небольшая, вес также незначительный, надежность всего устройства значительно повысится.

Самые габаритные и тяжелые детали — трансформатор и дроссель для сглаживания пульсаций. Их желательно расположить в центре или симметрично по краям, чтобы их вес не перетягивал устройство в одну сторону. Работать с устройством, надетым на плечо и постоянно сползающим в одну сторону во время сварки, крайне неудобно.

При удовлетворительном расположении всех деталей нужно определить размеры днища устройства и вырезать его из имеющегося в наличии материала. Материал должен быть неэлектропроводящим, обычно используются гетинакс, стеклотекстолит. При отсутствии данных материалов можно использовать дерево, обработанное средствами от возгорания и для защиты от влаги. Последний вариант в каком-то плане имеет свои преимущества. Для крепления деталей можно использовать шурупы, а не резьбовые соединения. Это несколько упростит и удешевит процесс изготовления.

Электрическая схема инвертора

Все инверторы имеют сходную блок-схему:

Блок схема инвертора.

входной диодный мост, преобразующий переменное напряжение сети в постоянное;
преобразователь постоянного напряжения в переменное высокой частоты;
устройство понижения напряжения высокой частоты до рабочего;
преобразователь в постоянное напряжение с фильтром для сглаживания пульсаций.

Выбранная для самодельного изготовления схема устроена по классическому способу. Основой схемы является косой мост, который обеспечивает наилучшие характеристики работы при максимальной простоте и такой стоимости. Управление силовой схемой выполняется контроллером TL494. Контрольные функции и регулировку тока сварки осуществляет микроконтроллер PIC16F628. Защита устройства от перегрева также реализована через него. В зависимости от максимального тока и используемых деталей возможно несколько версий прошивки устройства с различным максимально допустимым сварочным током.

Блок питания логических элементов схемы и низковольтного оборудования выполнен на ШИМ-контроллере TNY264.

Принципиальная схема, несмотря на большое количество элементов, изготавливается довольно просто. Вся система управления выполнена на нескольких платах:

плата силовых элементов, два варианта;
выпрямитель;
две платы управления.

На плате силовых элементов установлены выпрямительные диоды с защитными цепями, силовые транзисторы, трансформатор, измерительное сопротивление. Необходимую версию платы нужно выбрать по имеющимся в наличии компонентам для сварочного инвертора.

Для инверторного аппарата необходима плата силового управления.

На плате выпрямителей установлены элементы мостов, сглаживающие конденсаторы, реле плавного пуска, сопротивления, компенсирующие изменения параметров от температуры (термисторы).

На платах силового управления расположены схемы:

ШИМ-контроллер с элементами развязки на оптронах;
цифровой индикатор с кнопками управления;
элементы блока питания;
микроконтроллер.

Перед сборкой плат дорожки для установки силовых элементов необходимо усилить медной проволокой сечением 2,5-4 мм. Для лужения дорожек желательно использовать тугоплавкий припой.

Трансформатор и дроссель для инвертора

При изготовлении сердечника для трансформатора сварочного инвертора можно использовать строчные трансформаторы от старых телевизоров. Понадобятся шесть трансформаторов типа ТВС110ПЦ15.У. С трансформаторов нужно снять стягивающую скобу (открутить две гайки М3 и извлечь скобу). Обмотку можно распилить с двух сторон ножовкой по металлу или болгаркой, соблюдая необходимые меры предосторожности. Если после удаления обмотки сердечник не разделяется на две части, нужно зажать его в тиски и легким ударом разделить. Поверхности деталей нужно очистить от эпоксидной смолы. После заготовки магнитопроводов нужно изготовить каркас. Оптимальным материалом для каркаса будет стеклотекстолит толщиной 1-2 мм, но можно использовать гетинакс или картон. Технические характеристики собранного магнитопровода:

Трансформаторы можно позаимствовать у старого телевизора.

средняя длина магнитной линии kp=182 мм;
размеры окна S0=6,2 см2;
сечение магнитопровода Sм=11,7 см2;
коэрцитивная сила Hc=12 А/м;
остаточная магнитная индукция Bг=0,1 Тл;
магнитная индукция Bs=0,45 Тл (если H=800 А/м), Bm=0,33 Тл (если H=100 А/м и t=60° С).

Сечение и количество витков обмоток необходимо рассчитать, исходя из максимально допустимого рабочего тока для устройства.

Обмотки необходимо располагать по всей ширине окна для снижения непроизводительных потерь.

В качестве материала для обмоток можно использовать медную фольгу или литцендрат нужного сечения для устранения скин-эффекта. Изолирующим материалом между слоями и обмотками могут быть вощеная бумага, лакоткань, ФУМ лента.

При необходимости контроля сварочного тока можно изготовить токовый трансформатор. Для его изготовления понадобятся два кольца типа К30х18х7. На них нужно намотать 85 витков медного провода в лаковой изоляции сечением 0,2-0,5 мм. Кольцо надевается на любой из выходных проводов устройства.

Использование инвертора в трехфазной сети

Иногда при перегрузке сети не хватает мощности для нормальной работы инвертора. При возможности подключения однофазный инвертор можно переделать на трехфазный.

При подключении к однофазной сети (вилка включается в розетку) включается пускатель К1. Одна пара его контактов соединяет провода, идущие от вилки к штатному выключателю (вкл./выкл.) инвертора. Другая пара соединит разрезанные на плате дорожки от выключателя к стационарному выпрямителю.

http:

Пускатель К1 должен иметь контакты с максимально допустимым током не менее 25 А.

Для подключения напряжения от трехфазного выпрямителя используется пускатель К2. Максимально допустимый ток его контактов должен быть не менее 10А. Для подключения к трехфазной сети желательно использовать розетку 3p + N + E (три фазных провода, нулевой и заземляющий). Устройство можно встроить в инвертор или изготовить в виде отдельного блока. Изготовление в виде отдельного блока оптимально при работе на одном месте. При частых перемещениях носить два устройства не удобно.

Заключение по теме

Сделать сварочный инвертор своими руками не так сложно. При недостатке опыта всегда можно проконсультироваться у специалистов.

В результате можно получить отличное устройство с дополнительными функциями, отсутствующими у инверторов промышленного изготовления.

http:

Ремонт устройства, изготовленного своими руками, не создаст особых проблем, а использование в работе инструмента будет приносить удовольствие.

Автор:

Иван Иванов

Поделись статьей:

Оцените статью:

Загрузка...

Как сделать сварочный инвертор своими руками: схема сварочного инвертора (видео)

Собрать инвертор своими руками сварочный достаточно просто, имея небольшие знания в области электротехники и электроники. Любой домашний мастер, имеющий свободное время и необходимый уровень знаний, способен собрать самодельный инверторный сварочный аппарат.

Функциональные возможности сварочного инвертора.

На создание такого аппарата потребуется небольшое количество финансовых средств.

Изготовление силового трансформатора устройства

Изготовление инверторного сварочного аппарата начинается с изготовления или подготовки к установке в нем трансформатора. Намотка трансформатора для сварочного аппарата осуществляется медной жестью. Для изготовления обмотки трансформатора используется полоса медной жести шириной 40 мм, толщина которой составляет 0,3 мм. В качестве термопрослойки можно использовать обычную бумагу для кассовых аппаратов, в некоторых случаях допустимо использование ксероксной бумаги, но она обладает более низкими механическими качествами. При намотке трансформатора требуется, чтобы бумага, выполняющая роль термопрослойки, была прочной и не рвалась в процессе наматывания трансформатора. Стоит отметить, что используемая бумага от кассового аппарата имеет большую длину. Это является фактором, влияющим на удобство проведения процесса наматывания обмотки.

Конструкция силового трансформатора.

Осуществлять намотку при помощи толстого провода, как это делается многими умельцами, не рекомендуется. Дело в том, что трансформатор является устройством, работающим на высокочастотных токах, которые не задействуют центральную область толстого проводника. При использовании толстого медного провода в обмотке трансформатора получается сильный разогрев устройства, и трансформатор не в состоянии работать даже несколько минут подряд. Это явление носит название скин-эффекта в высокочастотных устройствах.

Этот эффект убирается путем использования медной ленты, при этом лента должна быть достаточно тонкой и широкой. За счет этого такой проводник будет проводить ток и не нагреваться. Вторичная обмотка формируется при помощи медных полос в количестве трех штук с фторопластовой изоляционной прослойкой между ними. В качестве термопрослойки во вторичной обмотке также используется бумага от кассового аппарата. В качестве альтернативы можно использовать и обычный провод марки ПЭВ, имеющий сечение до 0,7 мм. Основным преимуществом этого проводника является наличие большого количества тонких жил.

Трансформатор требуется оборудовать вентилятором для охлаждения, так как его обмотка в любом случае при прохождении тока будет нагреваться и потребует охлаждения. В качестве охлаждающего вентилятора можно использовать кулер от компьютерного блока.

Вернуться к оглавлению

Создание инфраструктуры сварочного блока

Принципиальная схема сварочного трансформатора.

В процессе осуществления сборки сварочного аппарата инверторного типа потребуется использование следующих инструментов и материалов, таких как:

паяльник;
отвертки;
нож;
ножовка по металлу;
крепежные элементы;
тонкостенный листовой металл;
различные компоненты электронных схем.

В домашнем хозяйстве чаще всего собираются сварочные инверторы, рассчитанные на работу от обычной бытовой сети в 220 вольт, однако с таким же успехом и по аналогичной схеме можно собрать трехфазный сварочный аппарат, способный работать от промышленного напряжения, равного 380 вольт. Хотя обычные сварочные инверторы, работающие от бытового напряжения, являются более распространенными, трехфазный аппарат обладает своими преимуществами. Одним из таких преимуществ является более высокий КПД в работе, по сравнению с аналогами, работающими на однофазном токе.

В первую очередь требуется оборудовать блок вентиляционной системой, которая предотвращает внутреннее оборудование самодельных инверторов от перегревов в процессе работы. Лучшим вариантом системы охлаждения будет установка на собранный сварочный инвертор своими руками вентилятора от компьютерного блока на базе Атлон 64 Пентиум 4. Для создания нормального уровня вентиляции требуется установить в корпусе порядка шести вентиляторов. Для нормального охлаждения трансформатора на него потребуется направить потоки воздуха от трех вентиляторов. Нормальный забор воздуха для охлаждения должны обеспечивать правильно обустроенные заборщики. Решетки этих приспособлений не должны ничем перекрываться, чтобы обеспечить свободный поток свежего воздуха для охлаждения.

Монтирование платы, на которой располагается блок питания, осуществляется отдельно. Между силовой частью и платой блока питания монтируется защитная стенка из листового металла.

Вернуться к оглавлению

Создание электронного компонента устройства

Схема устройства инвертора для сварки.

После создания системы охлаждения осуществляется монтаж силового косого моста устройства. Этот компонент монтируется на двух радиаторах. Верхняя его часть располагается на одном конце, а нижняя прикручивается через прокладку из слюды на другой мост. Выводы диодов должны быть размещены в направлении навстречу транзисторам. На плате устанавливаются конденсаторы, служащие для уменьшения резонансных выбросов. Для этой цели потребуется установить 14 конденсаторов емкостью 0,15 мк и рабочим напряжением 630 вольт. Устанавливая конденсаторы, следует их раздать на всю цепь питания.

Для обеспечения резонации выбросов и уменьшения потерь IGBT, схема аппарата потребует в цепочку блока управления смонтировать снабберы, которые содержат конденсаторы. При осуществлении монтажа схемы необходимо использовать только качественные радиотехнические элементы, способные обеспечить надежность изделию. Дешевые и непроверенные конструктивные элементы в создаваемый сварочный инвертор своими руками устанавливать не стоит, так как это не гарантирует качества и долговечности работы устройства. Использование снаббера в конструкции аппарата позволяет снизить выделение тепла приблизительно в 4-5 раз.

Проводники, которые предназначены для управления затворками, крепятся при помощи пайки как можно ближе к транзисторам. Перед припаиванием эти проводники скручиваются попарно. Поперечное сечение в данном случае особого значения не имеет, а вот длина их не должна превышать значения в 150 мм.

Перед тем как осуществлять сборку силового блока и блока управления, требуется нарисовать схемы устройства этих узлов. Это нужно для того, чтобы обеспечить безошибочную сборку узлов устройства.

Собранная инверторная сварка своими руками оснащается блоком питания, который представляет собой классический флайбэк. Для настройки блока питания требуется методом подбора выбрать сопротивление того уровня, чтобы величина напряжения, подающегося на реле, равнялась 20-25 вольт.

На одном из используемых в конструкции радиаторов устанавливается термический датчик. При помощи этого компонента осуществляется контроль наиболее греющегося радиатора.

В блоке управления монтируется ШИМ-контроллер. Путем установки этого контроллера осуществляется контроль и стабилизация тока в электродуге. Посредством установки специального конденсатора определяется напряжение ШИМ, от которого в большой мере зависит качество выполняемых сварочных работ.

Вернуться к оглавлению

Осуществление настройки аппарата и подгонка его под стандарт

Полярность при сварке инвертором.

Самодельный инвертор изготовить достаточно просто, основной сложностью является правильная настройка устройства для работы. На начальном этапе осуществляется подача питания на ШИМ, напряжение питания должно составлять строго 15 вольт. Одновременно с подачей напряжения на ШИМ напряжение подается на двигатель кулера. Таким образом осуществляется тестирование работы системы охлаждения. Помимо этого, подача напряжения позволяет проверить синхронность работы устройств.

После проверки синхронности запуска системы охлаждения требуется протестировать срабатывание реле замыкания резистора, спустя 8 секунд после подачи напряжения на плату ШИМ. Параллельно сразу же после пуска устройства проверяется плата ШИМ на наличие прямоугольных импульсов сразу же после срабатывания реле. Следом после этого подается напряжение на мост устройства, подача напряжения позволяет проверить работоспособность моста. Тестирование оборудования следует проводить при силе тока не более 100 мА.

После того как собран инверторный сварочный аппарат, нужно провести проверку на наличие шумов на фазах трансформатора. Шумы должны полностью отсутствовать на любой из фаз трансформатора. В случае, если выявлен шум, необходимо проверить полярность компонентов аппарата. Дело в том, что в процессе сборки плат для сварочного аппарата можно с легкостью допустить ошибку. Подавать проверочное напряжение на мост можно при помощи любого бытового прибора с мощностью 2,2 Ватт.

После проверки устройства можно проводить полевые испытания, по результатам которых подстраиваются настройки инвертора.

expertsvarki.ru